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二阶微分火焰光谱痕量钠智能分析仪在电厂水汽化学监督中的应用
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1 二阶微分火焰光谱痕量钠智能分析仪 在电厂水汽化学监督中的应用 辽宁清河发电有限责任公司,周立娟 摘 要:本文为了促使高参数大容量火电厂、核电站能够安全经济长周期运行,控制和监督电厂水汽系统中的钠含 量是一种极其重要手段之一,采用了二阶微分火焰光谱法测定痕量钠。对二阶微分火焰光谱痕量钠智能分析仪的工作原 理、结构特点、使用方法作了具体的阐述,针对电厂运行过程水汽化学监督的实际需要,提出了一种使用方便、快速、 稳定、精确、简单实用的水、汽中痕量钠的分析测定程序和仪表定期检定的实用方法。 关键词:安全运行;痕量钠; 二阶微分;火焰光谱 前言 火力发电厂是依靠水作为传递能量的介质而进行发电的,也是依靠水作为冷却介质来完成热量交换工作 的,因此水在火力发电厂中起着十分重要的“工质”作用。现代高参数(亚临界、超临界、超超临界)大容 量(300 MW、600 MW 及以上)火力发电厂、核电站的蒸汽生产装置,如锅炉、蒸汽发生器、核反应堆等,为 了保证和高温、高压水、蒸汽接触的金属结构材料免遭腐蚀破坏,保证火力发电厂和核电站的安全运行,控 制和监视水、汽中的钠含量是一种极为重要的手段。 最新颁布执行的中华人民共和国电力行业标准 DL/T912-2005 的 《超临界火力发电机组水汽质量标准》 中 对此作了严格的明确的强制性规定,其控制标准为:1ug/L-20ug/L [1]。辽宁清河发电有限责任公司 2×600 MW 超临界火力发电机组直流锅炉由于没有汽包,水要一次通过蒸发部分就全部汽化,即浓缩倍率等于 1,比较 容易制造,消耗的钢材也比较少。但它不能排污,给水完全在炉管内蒸发,水中杂质都沉积在锅炉各区段内, 特别是过渡区钢管内,随着蒸汽进入汽轮机,沉积在叶片上,造成结垢、积盐,故直流锅炉对水质要求特别 严格,从而也就加大了水汽监督的难度。由于对给水水质要求高,故进入给水系统的补充水、凝结水等也就 必须进行更深度的处理,并严格控制蒸汽品质,特别是蒸汽中的 Na、SiO2、电导率、Fe、Cu 等指标务必达到 标准规定的要求。随给水带入锅炉的钠化合物,主要有 NaCl、Na2SO4、NaOH 等,由于 NaCl 在过热蒸汽中溶解 度很大,故它不会在过热器内沉积而进入汽轮机;而 Na2SO4、NaOH 的溶解度较小,主要还是沉积于炉管中。 由此可见,钠离子测定的正确性直接影响水、汽质量指标的真实性和热力设备安全运行的可靠性。因此正确 测定痕量钠离子对电力生产的安全经济运行有着极其重要的意义。 目前,国内外火力发电厂、核电站实验室用于测定水、汽中“ug/L 级钠含量的仪器主要是基于电化学原 理设计的离子选择电极 (PNa 计) 、 各种类型的原子吸收分光光度计和原子发射光谱仪 (F-AES、 ICP-AES) 。 “离 子选择电极”测定钠含量的原理是依据热力学平衡的吉布斯方程推导出来的“能斯特方程”的半对数关系设 计的(E=Ex+2.3RT/nFlogA) [2];在钠的含量极低(A→0)的条件下,由于对数函数是“无定义”的,使得使 用这种方法测定痕量钠含量的可信性和真实性受到了质疑。 现在使用的各种各样的不同型号的原子吸收分光光度计,在用空气—乙炔火焰激发时,在特征谱线处存 在有火焰高温微粒发射的连续光谱和分子态物质发射的带状光谱等较强 “背景干扰” , 使得对极低浓度钠痕量 “ug/L”的检测工作无法正常进行,对钠的检出限只能达到 2 ug/L—200 ug/L 的极限水平 [3] [4] [5]。

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